基于ANSYS热电发电器件性能有限元仿真研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着世界现代化进程的发展，人们对能源的需求也日益增大，随之的能源危机和环境污染问题也变得日益严重。世界上的石油、天然气等不可再生能源也开始缺乏，于是，人们对新能源的探索开发十分重视。一些绿色能源如太阳能、风能等慢慢走近人们的生活当中。

热电发电器是利用温差电转换的方法，将热能直接转换为电能的一种装置。热电发电器的原理是以塞贝克效应为基础，塞贝克效应为：在两种不同的半导体材料构成的回路中，若两接头具有不同的温度t_h和t_c，那么在回路两端可测得电动势ε。热电发电器作为一种环境友好型技术，在新能源技术上起到一个十分重要的作用。热电器件基于热电效应可充当发电、制冷、加热、温控及传感器装置。由于体积小、重量轻、无运动部件、无噪音、无工质泄漏、维护成本低且使用寿命长等特征，热电器件在航天航空、军事、医疗、工业、通信等许多领域己经展示出了广阔的应用前景。

日本在20世纪90年代末研制了利用垃圾燃烧废热的温差发电系统。设计单个500 w级发电系统用于日处理垃圾能力80吨的垃圾焚烧厂。2004年美国能源部制定了运载工具温差电能量回收工程，开发有效的温差发电系统，将汽车发动机的废热转换成电能以改善燃料的经济性。澳大利亚墨那仕大学研制的汽车发动机废热温差电同收系统原型机在温差200℃时，发电超过42 w，转换效率达5％。美国军方和航空航天局(nasa)将热电发电技术用于阿波罗、先锋者、旅行者和开拓者等空间任务中。加拿大的global热电公司、日本国家功能材料研究中心(smrc)、英国威尔士大学等科研机构均作了不少相关研究。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

热电发电器二维模型简图如图1所示。

3. 研究计划与安排

1.第1~2周进行论文选题相关资料的收集，同时熟悉ansys软件的操作；

2.第3~5周进行英文文献的翻译，整理资料并且记录，写开题报告，掌握单耦热电发电器的ansys建模及分析过程的操作；

3.第5~7周进行多耦热电发电器的建模，apdl参数模型的建立，编写相关的程序；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]梁永斌,李瑜煜. 热电发电器的研究进展[j].应用能源技术,2006(10),36-40.

[2] 刘洪权, 宋英,孙秋,王福平. 热电转换器件的研究与应用[j]. 哈尔滨工业大学学报, 2008(9),1431-1435.

[3] 宋瑞银,李伟,杨灿军,刘宜胜. 微小型热电发电器建模及优化设计研究[j]. 太阳能学报, 2006 (6),554-558.